问题
计算题
“”形金属道轨固定在水平地面上,方向竖直向下的磁感应强度B随时间t的变化关系为B=B0+kt。电阻为R、质量为m的金属棒cd静止在道轨上,与道轨垂直且接触良好。已知:
,cd与道轨之间的动摩擦因数为μ,道轨的电阻不计,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。求:
(1)在图中标出cd棒的感应电流方向。
(2)t=0时刻,cd棒受到的安培力大小。
(3)t=0开始计时,经多长时间金属棒开始运动。
答案
解:(1)根据楞次定律可知感应电流的方向由c到d(如图)
(2)t=0时磁感应强度为:B=B0 ①
法拉第电磁感应定律: ②
闭合电路的欧姆定律: ③
cd边受到的安培力大小为: ④
联立①②③④得: ⑤
(3)设经时间t1金属棒cd开始运动,此时: ⑥
此时cd棒受到的安培力大小为: ⑦
cd棒受到的摩擦力大小为: ⑧
当F安=f时,cd棒开始运动,联立②③⑥⑦⑧得: ⑨